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亚博网赌安全有保障:高功率激光二极管驱动电源设计与实现

时间:2021-08-13
本文摘要:半导体激光管(LD)和普通二极管使用的工艺不同,但电压和电流特性基本相同。在工作点,微小的电压变化不会引起激光管电流的微小变化。此外,过大的电流纹波不会使激光输入不稳定。 二极管激光器对其驱动电源有非常严格的排斥;输入DC电流低,电流稳定,纹波系数低,功率因数低。随着激光器输出功率的大幅提高,它必须由高性能、大电流的稳流电源驱动。为了保证半导体激光器长期工作,必须合理设计驱动电源。 随着高频低功耗MOSFET技术的发展,以MOSFET为核心的开关电源经常出现。

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半导体激光管(LD)和普通二极管使用的工艺不同,但电压和电流特性基本相同。在工作点,微小的电压变化不会引起激光管电流的微小变化。此外,过大的电流纹波不会使激光输入不稳定。

二极管激光器对其驱动电源有非常严格的排斥;输入DC电流低,电流稳定,纹波系数低,功率因数低。随着激光器输出功率的大幅提高,它必须由高性能、大电流的稳流电源驱动。为了保证半导体激光器长期工作,必须合理设计驱动电源。

随着高频低功耗MOSFET技术的发展,以MOSFET为核心的开关电源经常出现。当开关电源输入大电流时,解决了纹波过大的问题。

由于大电流激光二极管价格昂贵,更容易受到过电压和过电流的破坏,所以大功率意味着带电流的电源模块不能满足大功率激光二极管的抑制,电路必须适当维护。确保电压和电流不会过冲。

因此,必须明确提出一套切实可行的技术措施来满足大功率二极管激光器的需要。1.系统包含的器件输出电压为24V,电流后输入电压为20A。根据串联的激光管数量输入不同的电压。

如果使用交流电源,前端应使用交流/DC进行正确转换。该装置的主要部分是一个实时DC/DC转换器,其原理图如图1右图所示。

Vin为输出电压,VM1和VM2为MOSFETs,VM1的导通宽度需要输入电压。慢全恢复二极管和VM2结合续流电路,整流管的导通损耗占据最重要的部分,所以它的自由选择很重要。

在实验中,与低导通电阻的M0SFET配合使用。电感和电容构成一个滤波电路。在测量电阻器两端的电压并将其与相等的值进行比较之后,脉冲发生器产生适当的脉冲长度以保持阻抗电流稳定。VM1变频器,慢全恢复二极管工作,慢全恢复二极管通态损耗大,VM2再开通流量和续流,增加系统损耗。

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2工作原理VM1变频器,电流通过VD续流,然后VN2导通。因为VM2的电阻几乎大于二极管电阻,所以它通过VM2续流。

vm1和VN2启动时的脉冲如图2右图所示。图2中的Td是续流二极管的导通时间。二极管消耗的功率为P=VtdI0。

一般慢全恢复二极管的压降为0.4V,电流为20A时,二极管的功耗为0.8W,如果使用MOSFET,功耗会小很多。本实验采用VIA半导体有限公司生产的60A的MOSFET,其导通状态等效电阻为0.0022。

当电流为20A时,功耗约为0.088W,从电流纹波公式可以看出,减小电感,增大ton,可以增大纹波。为了不增加电感容量,实验采用200kHz的工作频率,其中电感与4.8-h匹配,根据公式,激光管压降为2 V时纹波电流约为1000mA.该系统采用电流负反馈电路来适应环境对激光二极管的抑制。当阻抗发生变化,电流小于等效电流时,ton的宽度增加,电压降低。当电流大于等效电流时,吨的宽度减小,使电流保持稳定。

图3右边是脉冲发生器的结构。


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